پلت فرم منبع باز حیات وحش را برای طراحان رباتیک نرم شبیه سازی می کند

SoftZoo یک ربات نرم پلت فرم طراحی مشترک است که می تواند اشکال و اندازه های بهینه را برای عملکرد رباتیک در محیط های مختلف آزمایش کند.

اطلاعات بیشتر:
SoftZoo: معیار طراحی مشترک ربات نرم برای حرکت در محیط های مختلف: openreview.net/forum?id=Xyme9p1rpZw

ارائه شده توسط موسسه فناوری ماساچوست


با این حال، محدودیت‌های تکنیک‌های ساخت فعلی مانع از زنده‌کردن این طرح‌های ربات نرم است. وانگ می گوید: «انتقال از شبیه سازی به ربات فیزیکی حل نشده باقی می ماند و نیاز به مطالعه بیشتر دارد. مدل‌های ماهیچه‌ای، سفتی و حسی‌سازی در SoftZoo نمی‌توانند به‌راحتی با تکنیک‌های ساخت فعلی محقق شوند، بنابراین ما روی این چالش‌ها کار می‌کنیم.»

توانایی این سیستم برای شبیه‌سازی تعاملات با زمین‌های مختلف، اهمیت مورفولوژی را نشان می‌دهد، شاخه‌ای از زیست‌شناسی که شکل‌ها، اندازه‌ها و فرم‌های موجودات مختلف را مطالعه می‌کند. بسته به محیط، برخی از ساختارهای بیولوژیکی بهینه‌تر از سایرین هستند، مانند مقایسه طرح‌های اولیه برای ماشین‌هایی که وظایف مشابه را انجام می‌دهند.

ربات‌ها قبلاً برای حرکت در محیط‌های بهم ریخته تلاش می‌کردند، زیرا بدنشان با محیط اطرافشان سازگار نبود. با این حال، با نرم افزار SoftZoo، طراحان می توانند مغز و بدن ربات را به طور همزمان توسعه دهند و ماشین های زمینی و آبی را برای آگاهی بیشتر و تخصصی تر بهینه کنند.

این پلتفرم با قدم زدن در سمت وحشی، مدل‌های سه‌بعدی حیواناتی مانند خرس پاندا، ماهی، کوسه و کاترپیلار را به‌عنوان طرح‌هایی ارائه می‌کند که می‌توانند وظایف رباتیک نرم مانند حرکت، چرخش چابک و دنبال کردن مسیر را در محیط‌های مختلف شبیه‌سازی کنند. چه با برف، بیابان، خاک رس یا آب، این پلتفرم عملکرد مبادله طرح های مختلف را در زمین های مختلف نشان می دهد.

بخوان  صفحه درخواستی شما یافت نشد.

نقل قول: پلت فرم منبع باز حیات وحش را برای طراحان رباتیک نرم شبیه سازی می کند (2023، 2 مه) بازیابی شده در 2 مه 2023 از

این خبر با حسن نیت از MIT News بازنشر شده است (web.mit.edu/newsoffice/)، یک سایت محبوب که اخبار مربوط به تحقیق، نوآوری و آموزش MIT را پوشش می دهد.

با افزایش هوش رفتاری و مورفولوژیکی، روبات‌ها در تکمیل ماموریت‌های نجات و انجام اکتشاف مفیدتر خواهند بود. به عنوان مثال، اگر فردی در طول سیل گم شود، ربات به طور بالقوه می تواند آب ها را به طور موثرتری طی کند زیرا با استفاده از روش های نشان داده شده در پلت فرم SotftZoo بهینه شده است.

این طرح‌های بیولوژیکی می‌توانند الهام‌بخش زندگی مصنوعی تخصصی‌تر و خاص‌تر باشند. وانگ می‌گوید: «هندسه موج‌دار ملایم یک چتر دریایی به آن اجازه می‌دهد تا به طور مؤثر در سطح آب‌های بزرگ سفر کند، و محققان را الهام‌بخش ساخت نژادهای جدیدی از ربات‌های نرم می‌کند و امکانات نامحدودی را از آنچه موجودات مصنوعی که به طور کامل در سیلیکون پرورش داده می‌شوند، باز می‌کند. علاوه بر این، سنجاقک‌ها می‌توانند مانورهای بسیار چابکی را انجام دهند که سایر موجودات پرنده نمی‌توانند آن‌ها را انجام دهند، زیرا ساختارهای ویژه‌ای روی بال‌های خود دارند که مرکز جرم خود را هنگام پرواز تغییر می‌دهد. محیط اطراف.”

تمایز پذیری موتور با کاهش تعداد شبیه سازی های اغلب گران قیمت مورد نیاز برای حل مسائل کنترل محاسباتی و طراحی، طراحی مشترک را بهینه می کند. در نتیجه، کاربران می توانند ربات های نرم را با الگوریتم های پیچیده تر و مشخص تر طراحی و جابجا کنند.

بخوان  خودروساز چینی که ماهواره به فضا می‌فرستد

دانیلا روس، مدیر CSAIL و اندرو و اندرو می‌افزاید: «این رویکرد محاسباتی برای طراحی مشترک بدن‌های ربات‌های نرم و مغز آن‌ها (یعنی کنترل‌کننده‌های آن‌ها) دری را برای ایجاد سریع ماشین‌های سفارشی‌سازی شده که برای یک کار خاص طراحی شده‌اند باز می‌کند. استاد ارنا ویتربی در بخش مهندسی برق و علوم کامپیوتر MIT (EECS) که یکی دیگر از نویسندگان این اثر است.

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به غیر از هرگونه معامله منصفانه به منظور مطالعه یا تحقیق خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوای مذکور فقط به هدف اطلاع رسانی ایجاد شده است.





منبع

SoftZoo نسبت به پلتفرم‌های مشابهی که طراحی و کنترل را شبیه‌سازی می‌کنند، جامع‌تر است، زیرا حرکتی را مدل‌سازی می‌کند که به ویژگی‌های فیزیکی بیوم‌های مختلف واکنش نشان می‌دهد. تطبیق پذیری این چارچوب از یک موتور چندفیزیکی قابل تمایز ناشی می شود، که امکان شبیه سازی چندین جنبه از یک سیستم فیزیکی را به طور همزمان فراهم می کند، مانند یک بچه مهر و موم که روی یخ می چرخد ​​یا یک کاترپیلار که در یک محیط تالاب قرار می گیرد.

در آینده، طراحان این پلتفرم با توجه به توانایی آن در آزمایش کنترل رباتیک، به کاربردهایی در مکانیک انسانی مانند دستکاری چشم دوخته اند. برای نشان دادن این پتانسیل، تیم وانگ یک بازوی سه بعدی طراحی کرد که یک گلوله برفی را به جلو پرتاب می کرد. با گنجاندن شبیه‌سازی کارهای بیشتر شبیه انسان، طراحان رباتیک نرم می‌توانند از این پلت‌فرم برای ارزیابی بازوهای رباتیک نرم که اجسام را می‌گیرند، حرکت می‌دهند و روی هم قرار می‌دهند، استفاده کنند.

بخوان  راه‌اندازی سرویس «۴۵۶» برای اینترنت ایمن کودکان و نوجوانان

دکترای MIT می‌گوید: «چارچوب ما می‌تواند به کاربران کمک کند تا بهترین پیکربندی را برای شکل ربات پیدا کنند و به آن‌ها اجازه می‌دهد الگوریتم‌های رباتیک نرمی را طراحی کنند که می‌تواند کارهای مختلفی انجام دهد.» دانشجوی تسون-هسوان وانگ، وابسته به آزمایشگاه علوم کامپیوتر و هوش مصنوعی (CSAIL) که محقق اصلی این پروژه است. در اصل، به ما کمک می‌کند تا بهترین استراتژی‌ها را برای تعامل روبات‌ها با محیط‌شان درک کنیم.»

قبل از اینکه هر نوع ربات ساخته شود، چارچوب می تواند جایگزینی برای آزمایش میدانی صحنه های غیر طبیعی باشد. به عنوان مثال، ارزیابی نحوه رفتار یک ربات خرس مانند در یک بیابان ممکن است برای یک تیم تحقیقاتی که در دشت های شهری بوستون کار می کنند چالش برانگیز باشد. در عوض، مهندسان رباتیک نرم می‌توانند از مدل‌های سه‌بعدی در SoftZoo برای شبیه‌سازی طرح‌های مختلف استفاده کنند و ارزیابی کنند که الگوریتم‌های کنترل‌کننده روبات‌هایشان چقدر در مسیریابی مؤثر هستند. به نوبه خود، این امر باعث صرفه جویی در زمان و منابع محققان می شود.

تیمی از محققان MIT این کار را یک قدم فراتر برداشته‌اند و SoftZoo را توسعه داده‌اند، یک پلتفرم الهام‌گرفته از زیست‌شناسی که مهندسان را قادر می‌سازد تا طراحی مشترک روبات‌های نرم را مطالعه کنند. این چارچوب الگوریتم‌هایی را بهینه می‌کند که از طراحی تشکیل شده‌اند، که تعیین می‌کند ربات چه شکلی خواهد بود. و کنترل، یا سیستمی که حرکت روباتیک را قادر می‌سازد، بهبود نحوه تولید خودکار خطوط کلی برای ماشین‌های بالقوه توسط کاربران.

پلت فرم منبع باز حیات وحش را برای طراحان رباتیک نرم شبیه سازی می کند

محققان سیستمی را برای طراحی مشترک ربات نرم توسعه دادند که به معنای جستجو و بهینه سازی مشترک برای طراحی ربات است – شکل ربات، محل قرار دادن ماهیچه در بدن ربات، میزان نرمی ربات در نواحی مختلف بدن. و بر اساس طراحی ربات، نحوه کنترل آن برای دستیابی به یک وظیفه مورد نظر. اعتبار: Alex Shipps/MIT CSAIL از طریق Midjourney

از زمانی که اصطلاح “رباتیک نرم” در سال 2008 به کار گرفته شد، مهندسان در این زمینه در حال ساختن نمایش های متنوعی از ماشین های انعطاف پذیر هستند که در اکتشاف، جابجایی، توانبخشی و حتی فضا مفید هستند. یک منبع الهام: نحوه حرکت حیوانات در طبیعت.

چوانگ گان، یکی از نویسندگان این مطالعه، دانشمند پژوهشی در MIT می‌افزاید: «SoftZoo شبیه‌سازی متن‌باز را برای طراحان ربات‌های نرم فراهم می‌کند و به آنها کمک می‌کند تا ربات‌های دنیای واقعی را بسیار راحت‌تر و انعطاف‌پذیرتر بسازند و در عین حال قابلیت‌های حرکتی ماشین‌ها را در محیط‌های مختلف تسریع می‌دهند». -آزمایشگاه هوش مصنوعی IBM Watson که به زودی استادیار دانشگاه ماساچوست در آمهرست خواهد شد.